KR20200058708A - 링 타입 착용형 웨어러블 제어기 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 링 타입 착용형 웨어러블 제어기 및 그 방법에 관한 것으로, 통신부와 UART 연결부와 입출력 장치 및 LCD 표시부를 구비하는 사용자 단말; 및 상기 사용자 단말과 근거리 무선 통신 또는 유선 케이블로 연결되며, 유선 케이블 또는 블루투스, 지그비 또는 NFC 중 어느 하나의 근거리 무선 통신을 통해 버튼 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 타임 기반(time based)의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 상기 사용자 단말로 전송하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기;를 포함하며,
상기 사용자 단말은 상기 링 타입 착용형 웨어러블 기기와 유무선 통신을 통해 상기 링 타입 착용형 웨어러블 기기의 버튼 클릭에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 수신받아 LCD 표시부의 화면에 표시된 커서 및 포인터를 제어하여 특정 지점의 위치에서 명령을 처리하는 것을 특징으로 한다.

Description

링 타입 착용형 웨어러블 제어기 및 그 방법{Ring type wearable controller and methof thereof}
본 발명은 링 타입 착용형 웨어러블 제어기 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 검지 손가락에 착용된 반지 형태의 링 타입 착용형 웨어러블 제어기에 광 센서 또는 터치 센서와 통신부(Bluetooth, ZigBee 또는 NFC)가 구비되며, 검지 손가락에 착용된 링 타입 웨어러블 제어기를 엄지 손가락을 사용하여 버튼(button) 선택과, 특정 지점의 위치 선택과 엄지 손가락의 상하좌우 움직임 방향을 링 타입 착용형 웨어러블 제어기가 감지하여 특정 지점의 위치 선택 및 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 유선 케이블 또는 근거리 무선 통신을 통해 통신부를 구비하는 사용자 단말(컴퓨터, 스마트폰, 타블렛 PC 또는 웨어러블 기기)로 전송하여 사용자 단말의 LCD 표시부의 화면에 커서와 이동되는 위치의 포인터를 제어하여 화면을 제어하는, 링 타입 착용형 웨어러블 제어기 및 그 방법에 관한 것이다.
컴퓨터는 키보드와 마우스를 별도로 구비하여 입력 장치로 사용되며, 마우스는 컴퓨터 입력 장치 하나로 사용되며, 사용자가 마우스를 손에 쥐고 마우스를 움직임으로써 마우스의 위치 정보를 컴퓨터로 전달하여 제어 명령을 전송한다. 마우스는 그 구동 방식 및 형상에 따라 볼 마우스, 광 마우스, 펜 마우스, 코일 마우스 등이 있다. 볼 마우스는 그 내부의 볼이 사용자의 움직임에 따라 기계적으로 회전되며, 볼의 회전량과 회전 방향 및 마우스 버튼의 동작에 따라 제어 데이터가 생성되어 컴퓨터에 전송된다. 컴퓨터는 입력 장치의 제어 데이터에 따라 커서 및 포인터가 제어되어 명령이 수행된다. 볼 마우스는 구조가 간단하고 비용이 저렴하며, 장시간 사용되는 경우, 볼의 기계적 회전에 의해 볼이 마모되어 볼 마우스(100)의 내구성이 저하되며, 볼의 기계적인 구동에 있어서 오작동을 일으킬 수 있는 문제가 있다.
광 마우스는 반 영구적으로 사용되는 LED 빛을 조사하는 LED를 구비하는 발광부, 광 렌즈, 광 가이드, 광 센서가 인쇄회로기판(PCB)에 구성되어 조립되므로, 발광부로부터 조사된 빛이 광 가이드에 의해 증폭되어 바닥면에 일정한 각도로 입사된다. 바닥면에서 반사된 빛은 광 센서에 결상되고, 결상된 빛은 데이터화하여 컴퓨터로 전송된다. 이때, 컴퓨터로 전송된 데이터는 컴퓨터의 화면상에 표시된 커서 및 포인터를 제어하여 명령을 수행한다.
이와 같이, 광 마우스는 발광부로서 발광 다이오드(LED)를 사용하므로 반영구적으로 사용할 수 있으며, 광 센서에 의해 마우스의 움직임이 인식되므로 보다 정밀하게 사용자 입력을 할 수 있다.
최근, 스마트폰과 타블렛 PC가 많이 공급되면서, 구글 글래스, 스마트시계를 출시하면서 이와 더불어 스마트 기기의 트렌드에 따라 소형 배터리를 비롯한 하드웨어의 초소형화, 무게의 경량화, 통신 기능과 디자인이 개선된 몸에‘착용’가능한 형태의 웨어러블 기기(wearable device)가 출시되고 있다.
MIT의 Technology Review에 의하면, 웨어러블 기기는 신체에 부착하여 컴퓨팅 행위를 할 수 있는 모든 디바이스를 지칭하며, 일부 컴퓨팅 기능을 수행할 수 있는 애플리케이션까지 포함한다.
구 분 내 용 제품
액세서리형 시계, 안경, 팔지, 반지
목걸이,		 스마트안경, 스마트 시계,
팔지 형태의 제품
신체부착형 신체에 부착하는 형태 스킨 패치형 센서 및 장치
직물/의류 일체형 직물 또는 의류에 부착된 형태 모션 인식 의류, 직물 센서, 패치형 센서 및 장치
생체이식형 생체에 이식하는 형태 이식형 센서 및 장치
웨어러블 기기는 주로 휴대용(Portable), 부착형(Attachable), 이식/복용형(Eatable)으로 분류된다. 휴대용 웨어러블 기기는 스마트폰과 같이 휴대하는 형태의 제품으로 구글 글래스와 같은 스마트 안경, 스마트 시계 등이 디바이스로 제공되고 있다.
신체 부착형 웨어러블 기기(Body-attached wearable device)는 반지, 팔지,목걸이, 밴드, 또는 모자, 의류 일체형 디바이스(cloth-based device) 형태와 같은 손가락, 팔목, 피부에 직접 부착할 수 있는 손목, 팔 착용형 기기(Wrist, Finger, Arm-mounted device)로 상용화가 예상되며 군사 분야의 임베디드 시스템(embedded system)이 적용된 웨어러블 기기 또는 U-헬스케어 제품으로써 의사와 환자의 신체에 형성된 WBAN(Wireless Body Area Network) 기반으로 착용된 패치 형태의 기기들이 무선 통신을 통해 건강 정보와 응급상황시 전송될 심전도, 맥박, 혈압, 혈당, 체온의 정보를 의료진의 단말기로 전송하는 헬스케어/운동, 의료분야의 의료기기와 헬스케어 웨어러블 기기가 출시될 전망이다. 예를들면, 당뇨병 환자의 혈당 수치의 변화를 외부 디바이스에 전송하는 당뇨병 환자를 위한 웨어러블 기기, 무선 센서가 내장된 밴드 형태의 의료형 웨어러블 기기는 심장 부위에 부착하여 실시간으로 심박수, 체온, 호흡 속도를 감지해 의사의 컴퓨터로 전달된다.
생체이식/복용형 웨어러블 기기(Bio-implemented wearable device)는 알약, 또는 혈당 모니터링 이식 칩 형태의 웨어러블 기기가 인체에 직접 이식하거나 복용할 수 있는 연결된 웨어러블 기기로 사용될 전망이다.
이와 관련된 선행기술은 특허공개번호 10-2005-0047329에 '손가락 움직임을 이용한 정보 입력 장치 및 방법'이 개시되어 있다.
최근, 구글 글래스(Google glasses), 스마트 시계(Smart Watch)가 주로 출시되면서, 액세서리형 웨어러블 제품이 연구되고 있다.
2010년대에 들어 스마트폰이 활성화되고 사물들 간에 인터넷이 연결되어 정보를 교환하는 사물 인터넷(IoT, Internet of Things) 서비스가 가능해지면서 웨어러블 기기는 스마트폰과 연동되는 동반제품(companion) 형태의 새로운 제품이 출시되고 있다.
그러나, 컴퓨터는 키보드와 마우스를 별도로 구비하여 작동되며, 스마트폰과 타블렛 PC 등의 스마트기기는 터치 센서에 의해 작동되지만, 착용형 웨어러블 기기는 무선 마우스 기능으로 사용자 입력 수단이 필요하지만 구체적인 제품이 출시되지 않고 있다.
특허공개번호 10-2005-0047329
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 검지 손가락에 착용된 반지 형태의 링 타입 착용형 웨어러블 제어기에 광 센서 또는 터치 센서와 통신부(Bluetooth, ZigBee 또는 NFC)가 구비되며, 검지 손가락에 착용된 링 타입 웨어러블 제어기를 엄지 손가락을 사용하여 버튼(button) 선택과, 특정 지점의 위치 선택과 엄지 손가락의 상하좌우 움직임 방향을 링 타입 착용형 웨어러블 제어기가 감지하여 특정 지점의 위치 선택 및 방향성을 갖는 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 유선 케이블 또는 근거리 무선 통신을 통해 통신부를 구비하는 사용자 단말(컴퓨터, 스마트폰, 타블렛 PC 또는 웨어러블 기기)로 전송하여 사용자 단말의 LCD 표시부의 화면에 커서와 이동되는 위치의 포인터를 제어하여 화면을 제어하는, 링 타입 착용형 웨어러블 제어기 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 링 타입 착용형 웨어러블 제어기는 통신부와 UART 연결부와 입출력 장치 및 LCD 표시부를 구비하는 사용자 단말; 및 상기 사용자 단말과 근거리 무선 통신 또는 유선 케이블로 연결되며, 유선 케이블 또는 블루투스, 지그비 또는 NFC 중 어느 하나의 근거리 무선 통신을 통해 버튼 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 타임 기반(time based)의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 상기 사용자 단말로 전송하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기;를 포함하며,
상기 사용자 단말은 상기 링 타입 착용형 웨어러블 기기와 유무선 통신을 통해 상기 링 타입 착용형 웨어러블 기기의 버튼 클릭에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 수신받아 LCD 표시부의 화면에 표시된 커서 및 포인터를 제어하여 특정 지점의 위치에서 명령을 처리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 링 타입 착용형 웨어러블 제어기의 원격 입력 방법은 (a) 사용자 단말과 링 타입 착용형 웨어러블 제어기와 유선 케이블 또는 근거리 무선 통신이 연결되고, 상기 링 타입 착용형 웨어러블 제어기를 상기 사용자 단말의 입력 장치로 초기화하는 단계; (b) 검지 손가락에 착용된 링 타입 착용형 웨어러블 제어기를 엄지 손가락이 제어하여 특정 지점의 위치(x,y)의 선택, 엄지 손가락의 상하좌우 움직임에 따른 위치 이동 정보를 제어 프로세서가 검출하는 단계; (c) 상기 링 타입 착용형 웨어러블 제어기로부터 근거리 무선 통신 또는 유선 케이블을 통해 상기 사용자 단말로 특정 지점의 위치(x,y)의 선택 정보 또는 상기 사용자 단말의 LCD 표시부의 화면의 커서의 현재 위치를 기준으로 이동 궤적의 터치 지점들의 위치 정보들[(x1,y1), (x2,y2), (x3,y3)... ]을 전송하는 단계; 및 (d) 상기 링 타입 착용형 웨어러블 제어기로부터 상기 사용자 단말로 수신된 특정 지점의 위치(x,y)의 선택 정보 또는 상기 사용자 단말의 LCD 표시부의 화면의 커서의 현재 위치를 기준으로 이동 궤적의 터치 지점들의 위치 정보들[(x1,y1), (x2,y2), (x3,y3)... ] 수신받아 상기 사용자 단말의 제어부의 제어에 따라 실시간으로 특정 지점의 위치의 선택에 따른 명령 처리 및 LCD 표시부의 화면의 커서와 이동하는 위치의 포인터를 제어하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 링 타입 착용형 웨어러블 제어기 및 그 방법은 검지 손가락에 착용된 반지 형태의 링 타입 착용형 웨어러블 제어기에 광 센서 또는 터치 센서 및 통신부가 구비되며, 검지 손가락에 착용된 반지 형태의 웨어러블 제어기를 엄지 손가락을 사용하여 마우스 클릭과 같은 효과를 내는 버튼(button) 선택과, 특정 지점의 위치(x,y) 선택과 방향성을 갖는 엄지 손가락의 이동에 따른 상하좌우 움직임 방향을 링 타입 착용형 웨어러블 제어기가 감지하여 특정 지점의 위치 선택 및 위치 이동 정보를 포함하는 제어 정보를 유선 케이블(RS-232C) 또는 근거리 무선 통신(Bluetooth, ZigBee, 또는 NFC)을 통해 통신부를 구비하는 사용자 단말(컴퓨터, 스마트폰, 타블렛 PC, 웨어러블 기기)와 사용자 입력에 따라 사용자 단말의 LCD 표시부의 화면의 화면의 커서 및 포인터를 제어하는 효과가 있다.
손가락에 착용된 링 타입 웨어러블 제어기는 디자인의 형상을 달리하여 팔지 타입 웨어러블 제어기로 제작이 가능하며 손가락의 상하좌우 움직임을 감지하여 사용자 입력을 근거리 무선 통신(Bluetooth)을 통해 해당하는 스마트 기기로 클릭과 위치 이동 정보를 전송하여 사용자 단말의 LCD 표시부의 화면의 커서와 이동되는 위치의 포인터를 제어함으로써 별도의 소형 블루투스 키보드 또는 블루투스 마우스를 휴대할 필요가 없으므로 편리하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 웨어러블 기기와 스마트폰, 타블렛 PC와 통신되는 반지 형태의 링 타입 착용형 웨어러블 제어기의 개념도이다.
도 2는 검지 손가락에 착용된 링 타입 착용형 웨어러블 제어기를 엄지 손가락의 움직임을 제어하여 사용자 단말의 커서 및 이동되는 위치의 포인터를 제어하는 입력 인터페이스를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 센서부와 통신부를 구비하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 센서부와 통신부를 구비하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 광 센서 또는 터치 센서를 구비하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기의 원격 입력 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 웨어러블 기기와 스마트폰, 타블렛 PC와 통신되는 반지 형태의 링 타입 착용형 웨어러블 제어기의 개념도이다.
도 2는 검지 손가락에 착용된 링 타입 착용형 웨어러블 제어기를 엄지 손가락의 움직임을 제어하여 사용자 단말의 커서 및 이동되는 위치의 포인터를 제어하는 입력 인터페이스를 나타낸 도면이다.
링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10,20)는 사람의 검지 손가락에 반지 형태의 링 타입 웨어러블 제어기를 착용하고, 사용자 단말(100)의 커서(curser)가 있는 화면을 보고 엄지 손가락을 사용하여 마우스 클릭과 같은 효과를 내는 버튼(button) 선택과, 특정 지점의 위치 입력과 엄지 손가락의 움직임에 따른 상하좌우 움직임 방향을 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10,20)가 감지하여, 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10,20)로부터 사용자 단말(100)로 버튼(button) 선택 정보와, 특정 지점의 위치(x,y) 선택 및 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보 등의 제어 정보를 유선 케이블(RS 232C) 또는 근거리 무선 통신(Bluetooth, ZigBee, 또는 NFC)을 통해 전송하며, 통신부를 구비하는 사용자 단말(컴퓨터, 스마트폰, 타블렛 PC, 웨어러블 기기)(100)의 LCD 표시부의 화면의 커서와 이동되는 위치의 포인터를 제어한다.
링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10,20)는 광 센서와 통신부를 구비하거나, 또는 터치 센서와 통신부가 구비되며, 반지 형상 또는 엄지 손가락에 매는 밴드를 구비하는 육면체 형상, 왼손의 팔목에 착용하는 팔지 형태로 제작될 수도 있다.
링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10,20)는 마우스 대신에 사용하는 입력 장치(input device)이며, 컴퓨터는 실제 키보드를 사용하여 두 손을 사용하여 직접 입력하거나, 스마트폰 및 타블렛 PC는 가상 키보드를 사용하여 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10,20)이 착용된 검지 손가락의 가상 키보드의 터치에 의해 문자/숫자/특수문자/기호 등이 입력된다.
사용자 단말(100)은 컴퓨터, 스마트폰, 타블렛 PC, 웨어러블 기기 중 어느 하나의 디바이스를 사용하며, 초기에 링 타입 착용형 웨어러블 기기(10,20)와 유선 케이블(RS 232C)로 연결하거나 또는 근거리 무선 통신(Bluetooth, ZigBee, 또는 NFC)이 설정되어 사용된다. 사용자 단말(100)은 링 타입 착용형 웨어러블 기기(10, 20)와 유무선 연결을 통해 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 사용자 단말로 수신받아 사용자 단말(100)의 LCD 표시부의 화면에 표시된 커서 및 포인터를 제어하여 명령을 수행하는 것을 특징으로 한다.
사용자 단말(100)은 컴퓨터, 웨어러블 기기, 스마트폰, 또는 타블렛 PC 중 어느 하나의 단말기를 사용할 수 있으며, 입력 장치(input device)로써 링 타입 착용형 웨어러블 기기(10, 20)와 유선으로 연결되거나, 또는 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), 또는 NFC 중 어느 하나의 근거리 통신 방식이 설정되어 사용된다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 광센서부(11)를 구비하는 링 타입 웨어러블 제어기(10)는 마치 광 마우스 입력 장치 처럼 근거리 무선 통신 또는 유선 케이블로 사용자 단말과 연결되어 사용자 단말의 화면의 커서와 이동되는 위치의 포인터를 제어한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 센서부(21)를 구비하는 링 타입 웨어러블 제어기(20)는 마치 터치 판넬의 터치 스크린 입력 장치 처럼 근거리 무선 통신 또는 유선 케이블로 연결되어 사용과 단말의 화면의 커서와 이동되는 위치의 포인터를 제어한다.
링 타입 착용형 웨어러블 제어기는 통신부와 UART 연결부와 입출력 장치, 메모리 및 LCD 표시부를 구비하는 사용자 단말(100); 및 상기 사용자 단말과 근거리 무선 통신 또는 유선 케이블로 연결되며, 유선 케이블 또는 블루투스, 지그비 또는 NFC 중 어느 하나의 근거리 무선 통신을 통해 버튼 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 타임 기반(time based)의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 상기 사용자 단말로 전송하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10,20);를 포함하며,
상기 사용자 단말(100)은 상기 링 타입 착용형 웨어러블 기기(10,20)와 유무선 통신을 통해 상기 링 타입 착용형 웨어러블 기기(10,20)의 버튼 클릭에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 수신받아 LCD 표시부의 화면에 표시된 커서 및 포인터를 제어하여 특정 지점의 위치에서 명령을 처리하는 것을 특징으로 한다.
상기 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10,20)는 광 센서부 또는 터치 센서부 및 버튼을 구비하며, 상기 사용자 단말(100)의 유무선 통신을 통해 입력 장치로 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 사용자 단말(100)은 컴퓨터, 스마트폰, 타블렛 PC, 웨어러블 기기 중 어느 하나의 단말을 사용한다.
상기 근거리 무선 통신은 상기 링 타입 웨어러블 제어기와 상기 사용자 단말 사이에 블루투스, 지그비, 또는 NFC 통신 중 어느 하나의 통신 방식을 사용하며, 상기 유선 케이블은 RS 232C를 사용하는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 센서부와 통신부를 구비하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기의 구성도이다.
검지 손가락에 착용된 광센서부를 구비하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10)는 엄지 손가락으로 버튼(19)을 선택하거나 엄지 손가락의 움직임에 따라 위치 이동 정보를 감지하여 전송하며, 마치 터치 판넬의 터치 입력 장치 처럼 근거리 무선 통신(블루투스, 지그비, NFC) 또는 유선 케이블로 연결되어 사용과 단말(100)의 화면의 커서와 이동되는 위치의 포인터를 제어한다.
광센서부를 구비하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10)는 사용자의 검지 손가락에 착용된 상태에서 엄지손가락의 버튼(19) 클릭 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 타임 베이스의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 광신호를 통해 감지하는 광센서부(11); 상기 광센서부(11)로부터 입력된 정보에 따라 사용자 단말로 전송되도록 제어하는 제어 프로세서(12); 블루투스, 지그비 또는 NFC 중 어느 하나의 근거리 무선 통신을 통해 상기 버튼(19) 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 타임 기반(time based)의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 전송하는 통신부(13); 유선으로 사용자 단말(100)로 상기 입력 정보를 RS232-C 등의 직렬 인터페이스를 제공하는 UART 연결부(14); 및 초소형 원형 배터리로 웨어러블 제어기를 전원을 공급하는 배터리(17)로 구성된다.
여기서 광센서부(11)은 엄지손가락의 표면이 링 타입의 웨어러블 제어기(10)의 외면에 접촉하여 움직일 때 움직임 방향을 감지할 수 있는 센서라면 어떠한 센서라도 무방하다. 현재 사용되고 있는 센서는 광학마우스에 사용되고 있는 이미지센서가 널리 사용되고 있다. 이러한 이미지 센서는 입력되는 손가락표면의 움직임에 대한 이미지를 감지하여 손가락 표면의 움직임 방향을 연산한다. 본 발명에서는 광센서부에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
상기 입력 정보는 사용자의 엄지손가락의 버튼(19) 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 타임 베이스의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 포함한다.
사용자 단말(웨어러블 기기, 스마트폰, 또는 타블렛 PC)(100)은 입력 장치의 입력에 따라 단말의 각 기능을 제어하는 제어부(110); 상기 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10)와 유선으로 연결되는 경우, RS 232C 등으로 연결되어 직렬 인터페이스를 제공하는 UART 연결부(120); 상기 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10)와 근거리 무선 통신을 통해 연결되는 경우, 상기 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10)로부터 블루투스, 지그비 또는 NFC 중 어느 하나의 근거리 무선 통신을 통해 상기 버튼(19) 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 타임 베이스의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 수신하는 통신부(130); 각종 프로그램과 데이터를 저장하는 메모리(140); 및 터치 판넬과 연동되어 화면에 데이터를 출력하는 LCD 표시부(141)를 구비한다.
본 발명의 광센서부를 구비하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10)는 마치 광 마우스 입력 장치 처럼 근거리 무선 통신(블루투스, 지그비 또는 NFC) 또는 유선 케이블(RS 232C)로 사용자 단말(100)과 연결되어 사용자 단말의 LCD 표시부의 화면의 커서와 이동되는 위치의 포인터를 제어한다.
광 센서부(11)는 LED 발광부, 광 렌즈, 광 가이드, 광 센서가 소형 PCB 회로에 구비되며, LED 발광부로부터 조사된 광원이 인근의 광 가이드에 따라 엄지 손가락에 일정한 각도로 조사된다. 엄지 손가락에서 반사된 광원은 광 센서에 결상되고, 광 센서에 결상된 광원을 데이터화하여 측정된 버튼(19) 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 근거리 무선 통신(Bluetooth, ZigBee 또는 NFC) 또는 유선 케이블(RS-232C)을 통해 사용자 단말(100)로 전송된다.
사용자 단말(100)은 컴퓨터, 스마트폰, 타블렛 PC, 웨어러블 기기 중 어느 하나의 단말을 사용하며, 링 타입 착용형 웨어러블 기기(10,20)와 연결되는 통신부(130) 또는 USRT 연결부(120)를 통해 클릭된 (x,y) 위치 정보 또는 위치 이동 정보를 제어부(110)로 수신받고, 제어부(110)의 제어에 따라 사용자 단말(100)의 LCD 표시부(141)의 화면에 표시된 커서 및 포인터를 제어하고 마치 마우스의 버튼 클릭 처럼 특정 지점의 위치에서 명령을 처리한다.
사용자의 엄지 손가락이 검지 손가락에 착용된 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10)의 버튼(19)을 클릭(click)하면, 버튼의 누름 동작에 의한 특정 지점의 위치(x,y) 선택 신호가 제어 프로세서(12)로 전달되며, 제어 프로세서(12)는 광 센서부(11)의 LED 빛이 광 가이드를 통해 방향성을 갖고 엄지 손가락의 바닥면으로 조사된다. 조사된 LED 빛은 엄지 손가락의 움직임에 따라 여러 방향으로 반사되고, 반사된 빛은 광 렌즈를 통과하여 집광되며, 광 센서로 결상됨으로써 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보가 인식되어 제어 프로세서(12)로 전송된다. 제어 프로세서(12)는 블루투스, 지그비 또는 NFC 중 어느 하나의 근거리 무선 통신을 통해 상기 버튼(19) 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 타임 기반(time based)의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 전송하는 통신부(13) 또는 UART 연결부(14)를 통해 사용자 단말(100)로 전송한다.
사용자 단말(100)은 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10)로부터 수신된 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 타임 기반의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보에 따라 LCD 표시부(141)로 커서의 위치와 움직임 표시되며 특정 지점의 위치 선택에 따른 명령이 처리된다.
광 센서부(11)의 움직임 값을 계산하는 방법은 입력된 샘플 프레임과 기준 프레임과 비교하여 0.5 픽셀 이상 움직일 경우 한 픽셀 움직인 것으로 계산하고, 0.5픽셀 미만으로 움직일 경우에는 움직임이 없는 것으로 계산하여 구한다.
또한, 광 센서부(11)는 일정 값 이상의 엄지 손가락의 상하좌우 방향성을 가진 움직임이 발생하면, 현재 이미지 센서의 N 번째 픽셀 값들을 기준 프레임으로 하여, 다음 N+1 번째 프레임의 픽셀값의 이동을 감지하여(예를 들면, 현재 위치(x,y)를 기준으로 X축 +방향으로 3 픽셀, Y축 -방향으로 7 픽셀만큼 엄지 손가락의 움직에 따른 이동을 감지) 엄지손가락의 위치 이동 정보(X+3, Y-7)를 감지한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 센서부와 통신부를 구비하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기의 구성도이다.
본 발명의 터치 센서부를 구비하는 링 타입 웨어러블 제어기(20)는 검지 손가락에 착용된 터치 센서부를 구비하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(20)는 엄지 손가락으로 버튼(29)을 선택하거나 엄지 손가락의 움직임에 따라 위치 이동 정보를 제어하며, 마치 터치 판넬(touch panel) 입력 장치 처럼 근거리 무선 통신(블루투스, 지그비, NFC) 또는 유선 케이블로 연결되어 사용과 단말(100)의 화면의 커서와 이동되는 위치의 포인터를 제어하며 특정 지점의 위치의 선택에 따른 명령이 처리된다.
터치 센서부를 구비하는 링 타입 웨어러블 제어기(20)는 초소형 곡면 디스플레이(flexible display)에 구비된 X축 센싱 전극들과 Y축 센싱 전극들이 구비된 터치 센서를 구비하는 터치 센서부(21); 상기 터치 센서부(21)로부터 상기 버튼(29) 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 감지된 타임 기반(time based)의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보의 검출 신호를 멀티플렉싱(먹스)하는 아날로그 멀티플렉서(22); 정전용량 방식의 터치 센서의 경우 손가락의 터치에 의해 정전용량(capacitance)의 변화에 따라 전하량(Q=CV)이 변동되며 전기장(electric field)의 전류(I=dQ/dt)가 생성되며 아날로그 멀티플렉서(22)로부터 신호를 수신받아 정전용량-디지털 변환을 수행하기 위해 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터(ADC, capacitance-to-digital converter)(23); 마이크로 칩 형태로 제작되며, 엄지 손가락의 터치(touch)에 의한 검출 신호의 디지털 신호 처리 및 콘트롤 기능을 담당하는 DSP(24); 상기 터치 센서부(21)를 통해 입력된 정보에 따라 사용자 단말로 전송되도록 제어하는 제어 프로세서(25); 블루투스, 지그비 또는 NFC 중 어느 하나의 근거리 무선 통신을 통해 상기 버튼(29) 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 타임 기반(time based)의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 전송하는 통신부(27); 유선으로 사용자 단말(100)로 상기 입력 정보를 RS232-C 등의 직렬 인터페이스를 제공하는 UART 연결부(28); 및 초소형 원형 배터리로 웨어러블 제어기를 전원을 공급하는 배터리(26)로 구성된다.
사용자 단말(웨어러블 기기, 스마트폰, 또는 타블렛 PC)(100)은 기본적으로 단말기의 기능과 입력 장치의 입력에 따라 출력되도록 입출력을 제어하는 제어부(110); 링 타입 웨어러블 제어기(20)와 유선 케이블(예, RS232C)로 연결되며, 유선 케이블을 통해 상기 버튼(29) 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 타임 기반(time based)의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 전송하는 UART 연결부(120); 블루투스, 지그비 또는 NFC 중 어느 하나의 근거리 무선 통신을 통해 상기 버튼(29) 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 타임 기반(time based)의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 수신하는 통신부(130); 각종 프로그램과 데이터를 저장하는 메모리(140); 및 화면에 표시된 커서 및 포인터를 제어하고 마치 마우스의 버튼 클릭 처럼 특정 지점의 위치에서 명령을 처리하여 화면에 데이타를 출력하는 LCD 표시부(141)를 구비한다.
사용자 단말(100)은 컴퓨터, 스마트폰, 타블렛 PC, 웨어러블 기기 중 어느 하나의 단말을 사용하며, 터치 센서부가 구비된 링 타입 착용형 웨어러블 기기(20)와 연결되는 통신부(130) 또는 USRT 연결부(120)를 통해 클릭된 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 제어부(110)로 수신받고, 제어부(110)의 제어에 따라 사용자 단말(100)의 LCD 표시부(141)의 화면에 표시된 커서 및 포인터를 제어하고 마치 마우스의 버튼 클릭 처럼 특정 지점의 위치에서 명령을 처리한다.
도 5는 광 센서 또는 터치 센서를 구비하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기의 입력 방법을 나타낸 순서도이다.
광 센서 또는 터치 센서를 구비하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기의 입력 방법은 사용자 단말(컴퓨터, 스마트폰, 타블렛 PC, 웨어러블 기기)(100)과 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10,20)와 유선 케이블 또는 근거리 무선 통신이 연결되고, 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10,20)를 상기 사용자 단말(100)의 입력 장치로 초기화하는 단계(S10); 검지 손가락에 착용된 광 센서부 또는 터치 센서부를 구비하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10,20)를 엄지 손가락이 제어하여 마우스 클릭(click)과 같은 효과를 내는 버튼(button) 선택에 따른 특정 지점의 위치(x,y)의 선택 정보, 엄지 손가락의 상하좌우 움직임에 따른 위치 이동 정보를 제어 프로세서가 검출하는 단계(S20); 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10,20)로부터 근거리 무선 통신(블루투스, 지그비, NFC) 또는 유선 케이블(RS 232C)을 통해 사용자 단말(100)로 특정 지점의 위치(x,y)의 선택 정보 또는 사용자 단말(100)의 LCD 표시부의 화면의 커서의 현재 위치를 기준으로 이동 궤적의 터치 지점들의 위치 정보들[(x1,y1), (x2,y2), (x3,y3)... ]을 전송하는 단계(S30); 및 상기 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10,20)로부터 상기 사용자 단말(100)로 UART 연결부(120) 또는 통신부(130)로 수신된 특정 지점의 위치(x,y)의 선택 정보 또는 사용자 단말(100)의 LCD 표시부(141)의 화면의 커서의 현재 위치를 기준으로 이동 궤적의 터치 지점들의 위치 정보들[(x1,y1), (x2,y2), (x3,y3)... ] 수신받아 사용자 단말(100)의 제어부(110)의 제어에 따라 실시간으로 특정 지점의 위치의 선택에 따른 명령 처리 및 사용자 단말(100)의 LCD 표시부(141)의 화면의 커서와 이동하는 위치의 포인터를 제어하는 단계(S40)를 포함한다.
링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10, 20)는 광 센서부 또는 터치 센서부를 구비하며, 상기 사용자 단말(100)의 유무선 통신을 사용한 원격 입력 장치로 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 근거리 무선 통신은 상기 링 타입 착용형 웨어러블 제어기(10, 20)와 상기 사용자 단말(100) 사이에 블루투스, 지그비, 또는 NFC 통신 중 어느 하나의 통신 방식을 사용하며, 상기 유선 케이블은 RS 232C를 사용하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터의 소프트웨어를 이용하여 읽을 수 있는 형태로 기록매체(CD-ROM, RAM, ROM, 메모리 카드, 하드 디스크, 광자기 디스크, 스토리지 디바이스 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
10: 광센서부를 구비하는 링 타입 웨어러블 제어기
11: 광센서부 12: 제어 프로세서
13: 통신부 14: UART 연결부
17: 배터리 19: 버튼
20: 터치 센서부를 구비하는 링 타입 웨어러블 제어기
21: 터치 센서부 22: 멀티플렉서
23: A/D 컨버터 24: DSP
25: 제어 프로세서 26: 배터리
27: 통신부 28: UART 연결부
29: 버튼
100: 사용자 단말(컴퓨터, 스마트폰, 타블렛 PC, 웨어러블 기기)
110: 제어부 120: UART 연결부
130: 통신부 140: 메모리
141: LCD 표시부

Claims (5)

  1. 통신부와 UART 연결부와 입출력 장치 및 LCD 표시부를 구비하는 사용자 단말; 및
    상기 사용자 단말과 근거리 무선 통신 또는 유선 케이블로 연결되며, 유선 케이블 또는 블루투스, 지그비 또는 NFC 중 어느 하나의 근거리 무선 통신을 통해 버튼 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 타임 기반(time based)의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 상기 사용자 단말로 전송하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기;를 포함하며,
    상기 사용자 단말은 상기 링 타입 착용형 웨어러블 기기와 유무선 통신을 통해 버튼 클릭에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 수신받아 LCD 표시부의 화면에 표시된 커서 및 포인터를 제어하여 특정 지점의 위치에서 명령을 처리하는 것을 특징으로 하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 링 타입 착용형 웨어러블 제어기는
    광 센서부 또는 터치 센서부 및 버튼을 구비하며, 상기 사용자 단말의 유무선 통신을 통해 입력 장치로 사용되는 것을 특징으로 하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 사용자 단말은 컴퓨터, 스마트폰, 타블렛 PC, 웨어러블 기기 중 어느 하나의 단말을 사용하며,
    상기 근거리 무선 통신은 상기 링 타입 웨어러블 제어기와 상기 사용자 단말 사이에 블루투스, 지그비, 또는 NFC 통신 중 어느 하나의 통신 방식을 사용하며,
    상기 유선 케이블은 RS 232C를 사용하는 것을 특징으로 하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광센서부를 구비하는 경우, 상기 링 타입 착용형 웨어러블 제어기는
    사용자의 검지 손가락에 착용된 상태에서 엄지손가락의 버튼 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 타임 베이스의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 광신호를 통해 감지하는 광센서부;
    상기 광센서부로부터 입력된 정보에 따라 사용자 단말로 전송되도록 제어하는 제어 프로세서;
    블루투스, 지그비 또는 NFC 중 어느 하나의 근거리 무선 통신을 통해 상기 버튼 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 타임 기반(time based)의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 전송하는 통신부; 및
    초소형 배터리로 웨어러블 제어기를 전원을 공급하는 배터리; 를 포함하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 링 타입 착용형 웨어러블 제어기는
    상기 사용자 단말과 유선 케이블로 연결되는 경우, 상기 사용자 단말로 상기 버튼 입력에 따른 특정 지점의 위치(x,y) 선택 정보 또는 엄지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 타임 기반(time based)의 엄지 손가락의 움직임에 따른 위치 이동 정보를 전송하도록 직렬 인터페이스를 제공하는 UART 연결부를 더 포함하는 링 타입 착용형 웨어러블 제어기.







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